Op het eerste gezicht lijken BGA's misschien moeilijk te zijn, omdat de soldeerballen die op de PCB solderen, tussen de BGA-behuizing zelf en de printplaat zitten.
Het is echter bewezen dat PCB-assemblage met behulp van BGA's werkt en goed werkt. Het soldeerproces en andere delen van de PCB-assemblage moeten mogelijk enigszins worden aangepast, maar de voordelen van het gebruik van BGA's zijn behoorlijk significant gebleken, zowel wat betreft betrouwbaarheid als prestaties.
De Ball Grid Array, BGA werd geïntroduceerd als gevolg van het aanzienlijk stijgen van het aantal pinnen op veel chips. De pinnen op dragers zoals de Quad Flat Pack werden erg kwetsbaar en gemakkelijk te beschadigen. Ook PCB-routering was moeilijk als gevolg van de nabijheid van veel leads. Door de hele onderkant van de chip te gebruiken, werden de problemen van dichtheid op kwetsbare chip-leads in één keer opgelost.
De BGA-componenten bieden een veel betere oplossing voor veel boards, maar bij het solderen van BGA-componenten is voorzichtigheid geboden bij het PCB-assemblageproces om ervoor te zorgen dat de BGA correct wordt gesoldeerd zodat alle verbindingen correct worden gemaakt.
BGA-soldeerproces
Een van de aanvankelijke angsten over het gebruik van BGA-componenten was hun soldeerbaarheid en of het solderen van BGA-componenten net zo betrouwbaar kon worden gemaakt als soldeerapparatuur met meer traditionele vormen van verbinding. Omdat de pads zich onder het apparaat bevinden en niet zichtbaar zijn, is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het juiste proces wordt gebruikt en dat het volledig is geoptimaliseerd. Inspectie en herbewerking waren ook zorgen.
Gelukkig zijn BGA-soldeertechnieken zeer betrouwbaar gebleken, en als het proces eenmaal correct is ingesteld, is de betrouwbaarheid van BGA-soldeer normaal gesproken hoger dan die voor quad flat packs. Dit betekent dat elke BGA-assemblage betrouwbaarder is. Het gebruik ervan is daarom nu wijdverbreid in zowel massaproductie PCB-assemblage als prototypes van PCB-assemblage waar schakelingen worden ontwikkeld.
Voor het BGA-soldeerproces worden reflow-technieken gebruikt. De reden hiervoor is dat het hele samenstel op een temperatuur moet worden gebracht waarbij het soldeersel onder de BGA-componenten zelf smelt. Dit kan alleen worden bereikt met reflow-technieken.
Voor BGA-solderen hebben de soldeerballen op de verpakking een zeer zorgvuldig gecontroleerde hoeveelheid soldeer, en bij verhitting tijdens het soldeerproces smelt het soldeer. Oppervlaktespanning zorgt ervoor dat het gesmolten soldeer het pakket in de juiste uitlijning houdt met de printplaat, terwijl het soldeer afkoelt en stolt.
De samenstelling van de soldeerlegering en de soldeertemperatuur zijn zorgvuldig gekozen, zodat het soldeer niet volledig smelt, maar halfvloeibaar blijft, waardoor elke bal gescheiden blijft van zijn buren.
